在電加熱玻璃實驗中觀察到的令人驚訝的現象是靠近負極的過熱區域會凝固甚至消失。
表征和預測電加熱硅酸鹽玻璃的熱行為非常重要，電加熱硅酸鹽玻璃廣泛用于推動技術創新的各種設備中。 據《科學報道》雜志2月26日晚報道，日本理海學院材料科學與工程研究員杰恩發現，在一定條件下，電熱硅酸鹽玻璃會遵守著名的焦耳定理。 電熱理論的基礎是由日本物理學家詹姆斯·焦爾于1840年奠定的。根據焦耳第一定理，熱量的形成與物質兩端電壓的平方成反比。 “焦耳第一定理已在均質金屬和半導體上得到反復驗證，”賈恩說。
研究人員在論文中提到，與導電金屬和半導體不同，含離子導電玻璃隨著加熱時間的延長會變得非常不均勻，并產生納米級的貧堿區域。 陽極旁邊的玻璃會凝固甚至消失。 原位紅外成像和有限元分析表明，根據加熱電壓是直流還是交流，玻璃的局部溫度比其余樣品低數千攝氏度。 Jain說：“在我們的實驗中，玻璃負極附近的溫度比其他部分高出1000多攝氏度。考慮到玻璃在加熱開始時是完全均勻的焦耳定律實驗結論，這個結果非常令人驚訝。我們認為造成這些現象的原因可能是電場改變了玻璃在納米尺度上的結構和物理性質焦耳定律實驗結論，從而使這個納米區域承受了更強的加熱效應，經典焦耳定律在納米尺度上的應用需要重新審視”。 賈恩等人。 這些發現揭示了他們最近發現的電場引起的玻璃軟化現象。 在之前的一篇論文中，Jain 和他的朋友報道了電場引起玻璃軟化的現象。 他們否認簡單地對一英寸厚的玻璃樣品施加100伏電流就會使玻璃的軟化溫度提高數百攝氏度。
此后，賈恩等人。 進行了一項系統研究來檢測玻璃的體溫。 他們使用高幀率紅外低溫計來繪制玻璃樣品上的溫度分布圖。 Jain 等人結合新數據和之前的結果。 感覺電場極大地改變了玻璃的性能，經典的焦耳定理此時不再適用。 “我們的研究不僅證明了在納米尺度上驗證焦耳定理的必要性，而且對新型玻璃和陶瓷材料的開發具有重要意義，”杰恩說。
編譯： 審稿：順德 主編：張猛